TPS380x系列超小型供电电压监控器

这份文件是德州仪器（Texas Instruments）关于TPS380x系列超小型供电电压监控器的产品数据手册。以下是文件的核心内容概要：

1. 产品系列：

   • TPS380x系列包括TPS3800-xx、TPS3801-xx和TPS3802-xx，这些是用于电路初始化和定时监督的监控电路，主要针对DSP和其他基于时间的处理器系统。

2. 主要特点：
   TPS380x系列超小型供电电压监控器的主要特点在数据手册中详细描述如下：

    1. **封装**：
       - TPS380x系列采用小型5引脚SC-70（SOT-323）封装，这种封装紧凑，节省空间，适合于便携式和紧凑型设备。
    
    2. **供电电流**：
       - 这些监控器的供电电流为9mA，这意味着它们在操作时消耗的电力较低，适用于电池供电或能源受限的应用。
    
    3. **电源启动复位生成器**：
       - TPS380x系列提供了具有固定延迟时间的电源启动复位生成器，确保系统在电源启动后有足够时间进行初始化。具体延迟时间如下：
         - TPS3800：100毫秒
         - TPS3801：200毫秒
         - TPS3802：400毫秒
    
    4. **精密供电电压监控**：
       - 这些设备使用精密参考电压源来监控供电电压，整体阈值精度为2%至2.5%，确保了电压监控的准确性和可靠性。
    
    5. **可调节阈值**：
       - 除了TPS3801-01型号外，其他型号都提供了可调节的阈值电压，允许设计者根据应用需求设置特定的监控阈值。
    
    6. **温度范围**：
       - TPS380x系列在-40°C至+85°C的温度范围内工作，适用于多种环境条件，包括工业和汽车应用。
    
    7. **手动复位输入**（除TPS3801-01外）：
       - 大多数TPS380x系列设备都包含一个手动复位输入（MR），当MR引脚接地时，复位（RESET）信号会变为活动状态，提供了额外的灵活性和控制。
   

这些特点使得TPS380x系列成为适用于各种电子系统的理想供电电压监控解决方案，特别是在需要精确监控和低功耗的应用中。

3. 应用领域：
   TPS380x系列供电电压监控器的应用领域非常广泛，涵盖了多种电子和电气系统。以下是详细描述：

    1. **数字信号处理器（DSP）应用**：
       - 由于DSP通常需要精确的电源管理来确保数据完整性和系统稳定性，TPS380x系列可用于监控DSP的供电电压，并在电源不稳定时提供复位信号。
    
    2. **微控制器（MCU）系统**：
       - 微控制器驱动的设备，如智能传感器、自动化控制系统等，可以利用TPS380x系列来监控电源状态，防止电源波动导致的系统错误。
    
    3. **无线通信系统**：
       - 在无线通信设备中，如移动电话、无线网络设备等，TPS380x系列可以确保在电源不稳定时保护通信链路和数据传输的可靠性。
    
    4. **便携式和电池供电设备**：
       - 便携式电子设备，如笔记本电脑、手持仪器、医疗设备等，依赖电池供电，TPS380x系列可以监控电池电量，防止电池过放或电源波动影响设备性能。
    
    5. **工业设备**：
       - 工业自动化和控制系统中，电源稳定性至关重要，TPS380x系列可以用于监控工业电源，确保机器和生产线的稳定运行。
    
    6. **笔记本电脑和台式电脑**：
       - 在计算机系统中，TPS380x系列可以监控主电源或备用电源，确保系统在电源变化时能够平稳过渡，保护数据不受损失。
    
    7. **汽车系统**：
       - 现代汽车中充满了各种电子系统，如发动机控制单元（ECU）、车载信息娱乐系统等，TPS380x系列可以监控这些系统的电源，提高汽车电子系统的可靠性和安全性。
   

这些应用领域展示了TPS380x系列供电电压监控器在确保电源稳定性和系统可靠性方面的重要作用。通过精确监控和响应电源状态变化，这些设备有助于提高各种电子系统的整体性能和寿命。

4. 绝对最大额定值：
   在TPS380x系列供电电压监控器的数据手册中，绝对最大额定值（Absolute Maximum Ratings）是指定了一系列不能超过的极限条件，以确保设备的安全运行和避免永久性损坏。以下是详细描述：

    1. **供电电压（VDD）**：
       - 最大值为7V。这意味着设备可以承受的最大供电电压为7V，超过这个值可能会导致设备损坏。
    
    2. **SENSE引脚电压**：
       - 范围为-0.3V至5V。SENSE引脚用于监测电源电压，其电压范围必须在这个区间内。
    
    3. **其他引脚电压**：
       - 所有其他引脚的电压范围为-0.3V至7V。这包括了RESET、GND、MR等引脚。
    
    4. **手动复位输入（MR）电压**：
       - 范围为-0.3V至VDD + 0.3V。MR引脚用于手动控制复位信号。
    
    5. **复位引脚（RESET）电压**：
       - 同样，RESET引脚的电压范围为-0.3V至VDD + 0.3V。
    
    6. **最大低输出电流（IOL）**：
       - 限制为5mA。这是复位输出引脚在低电平状态下能够提供的最大电流。
    
    7. **最大高输出电流（IOH）**：
       - 限制为-5mA。这是复位输出引脚在高电平状态下能够吸收的最大电流。
    
    8. **输入钳位电流（IIK）**：
       - 当电压低于0V或高于VDD时，限制为±20mA。这是为了防止输入引脚在极端电压条件下产生过大电流。
    
    9. **输出钳位电流（IOK）**：
       - 当输出电压低于0V或高于VDD时，限制为±20mA。这是为了保护输出引脚在极端条件下不受损坏。
    
    10. **工作结温（TJ）**：
        - 范围为-40°C至+85°C。这是设备在正常工作状态下可以承受的温度范围。
    
    11. **存储温度（Tstg）**：
        - 范围为-65°C至+150°C。这是设备在非工作状态下可以承受的温度范围。
   

需要注意的是，这些绝对最大额定值是设备能够承受的极限条件，并不意味着设备在这些极限条件下能够正常工作。长时间在这些极限条件下工作可能会影响设备的可靠性和寿命。因此，在设计和应用中应始终确保工作条件在推荐的操作条件范围内。

5. 推荐操作条件：
   推荐操作条件（Recommended Operating Conditions）为设备提供了在特定参数范围内安全有效运行的保证。对于TPS380x系列供电电压监控器，这些条件包括了供电电压、输入电压和其他与设备性能相关的参数。以下是详细描述：

    1. **供电电压（VDD）**：
       - 对于TPS3801J25、TPS3801L30、TPS3801K33、TPS3801I50和TPS3801T50型号，推荐的操作电压范围是2V至6V。
       - 对于其他型号的设备，推荐的操作电压范围是1.6V至4V。
    
    2. **SENSE引脚电压**：
       - 对于所有设备，SENSE引脚的推荐电压为0V。
    
    3. **输入电压**：
       - 对于所有设备，输入电压（V）的范围是0V至VDD + 0.3V。
    
    4. **高电平输入电压（VIH）**：
       - 对于所有设备，高电平输入电压的推荐值为0.7倍的VDD，但不超过VDD + 0.3V。
    
    5. **低电平输入电压（VIL）**：
       - 对于所有设备，低电平输入电压的推荐值为0.3倍的VDD。
    
    6. **输入电压转换速率**：
       - 在MR引脚处，输入电压转换的上升和下降速率应为100纳秒/伏特。
    
    7. **上拉电阻值（VPull-up）**：
       - 推荐值为50千欧姆。
    
    8. **工作温度范围（TA）**：
       - 对于所有设备，工作温度范围是-40°C至+85°C。
   

这些推荐操作条件为设计工程师提供了确保TPS380x系列设备在最佳性能下运行的指导。在设计电路和选择元件时，应严格遵守这些条件，以确保系统的稳定性和可靠性。超出这些推荐条件可能会导致设备性能下降或损坏。

6. 电气特性：
   电气特性部分详细描述了TPS380x系列供电电压监控器在特定测试条件下的性能参数。以下是详细描述：

    1. **高电平输出电压（VOH）**：
       - 在不同的测试条件下，VOH的最小值和典型值会有所不同，具体取决于供电电压（VDD）和输出电流（IOH）。
    
    2. **低电平输出电压（VOL）**：
       - 与VOH类似，VOL的最小值和典型值也会根据测试条件变化，包括VDD和输出电流（IOL）。
    
    3. **上电复位电压（Power-up reset voltage）**：
       - 这是复位信号变为活动状态的最低供电电压阈值，通常在VDD ≥ 1.1 V时，IOL = 50 mA条件下给出。
    
    4. **输入阈值电压（VIT）**：
       - 输入阈值电压是使设备触发复位信号的最低SENSE或VDD电压，根据不同型号，VIT的值会有所不同。
    
    5. **迟滞电压（Vhys）**：
       - 迟滞电压是输入阈值电压和使复位信号关闭的电压之间的差值，确保在输入电压波动时设备能稳定运行。
    
    6. **高电平输入电流（IIH）**：
       - 在高电平状态下，设备在MR引脚处吸收的最大电流。
    
    7. **低电平输入电流（IIL）**：
       - 在低电平状态下，设备在MR引脚处吸收的最小电流。
    
    8. **输入电流（II）**：
       - 在SENSE引脚处的输入电流，通常是一个非常小的值，表示设备在监控状态下的静态电流消耗。
    
    9. **供电电流（IDD）**：
       - 设备在不同型号和配置下的典型供电电流值。
    
    10. **输入电容（C）**：
        - 设备在特定输入电压范围内的输入电容值。
   

这些电气特性为设计工程师提供了在电路设计和系统整合时所需的关键参数，以确保TPS380x系列设备能够按照预期性能运行。设计时需要考虑这些特性，以确保电路的稳定性和可靠性，并满足特定的应用需求。

7. 时序要求：
   时序要求部分详细描述了TPS380x系列供电电压监控器在特定条件下的时序特性，这些特性对于确保设备在系统中正确运行至关重要。以下是详细描述：

    1. **复位恢复延迟时间（td）**：
       - 这是复位输出从活动状态恢复到非活动状态所需的时间。具体时间取决于供电电压（VDD）和手动复位输入（MR）的状态。
    
    2. **从MR到复位的延迟（MR to RESET delay）**：
       - 当MR引脚从高电平变为低电平时，复位输出信号需要一定时间才能激活。这个时间是在特定的VDD和输入电流（II）条件下给出的。
    
    3. **高电平到低电平的传播延迟（tPHL）**：
       - 这是输入信号从高电平变为低电平时，复位输出信号相应变化的延迟时间。
    
    4. **SENSE到RESET的延迟**：
       - 当SENSE引脚的电压低于阈值时，复位输出信号需要一定时间才能激活。这个延迟时间是在特定的VDD和输入电流（II）条件下给出的。
    
    5. **最小脉冲宽度（tw）**：
       - 设备对输入电源电压脉冲的最小宽度要求，确保设备能够正确响应电源状态的变化。
    
    6. **输入电压脉冲持续时间**：
       - 这是设备能够识别并响应的最小输入电压脉冲持续时间，通常在VDD和MR引脚上进行测试。
   

这些时序要求确保了TPS380x系列设备能够在电源变化时提供稳定的复位信号，从而保护系统免受电源波动的影响。在设计电源管理和复位逻辑时，必须考虑这些时序参数，以确保系统的正常运行和可靠性。

8. 功能/真值表：
   功能/真值表提供了TPS380x系列供电电压监控器的逻辑功能和相应的输出状态，基于不同的输入条件。以下是详细描述：

    1. **复位输出（RESET）**：
       - 功能/真值表详细说明了复位（RESET）输出的状态，这通常是一个逻辑低电平（L）信号，用于重置系统。
       - 当供电电压（VDD）高于预设阈值（VIT）时，RESET输出为高电平（H），表示系统可以正常运行。
       - 当VDD低于VIT时，RESET输出会变为低电平，触发系统复位。
    
    2. **手动复位输入（MR）**：
       - 功能/真值表还描述了MR引脚的作用，当MR接地（低电平）时，无论VDD的状态如何，RESET输出都会被强制为低电平，实现手动复位功能。
       - 如果MR悬空或接高电平，则RESET输出的状态由VDD和VIT决定。
    
    3. **SENSE引脚**：
       - 对于具有可调节阈值的型号，SENSE引脚用于监测电源电压。功能/真值表会说明SENSE引脚的电压变化如何影响RESET输出。
    
    4. **典型逻辑状态**：
       - 功能/真值表会展示在典型应用中RESET输出的逻辑状态，包括：
         - VDD大于VIT，且MR为高电平时，RESET为高电平（H）。
         - VDD小于VIT，且MR为高电平时，RESET为低电平（L）。
         - MR为低电平时，无论VDD如何，RESET都会变为低电平。
    
    5. **振荡器和参考电压**：
       - 对于具有内置振荡器和参考电压的型号，功能/真值表还会描述这些内部电路如何与RESET逻辑和定时器相互作用。
   

功能/真值表是理解和设计TPS380x系列供电电压监控器电路的关键部分。设计人员可以根据这些信息来确保在不同的电源条件下，系统能够得到正确的复位信号，从而保护系统不受电源波动的影响。

9. 功能方框图：
   功能方框图提供了TPS380x系列供电电压监控器内部结构的概览，展示了各个组件和它们之间的关系。以下是详细描述：

    1. **参考电压源**：
       - 这是内部的一个关键组件，提供了一个稳定的参考电压，用于与输入的供电电压（VDD）进行比较。
    
    2. **电压比较器**：
       - 电压比较器比较参考电压和VDD，以确定是否需要触发复位信号。如果VDD低于预设的阈值，比较器将输出一个低电平信号。
    
    3. **定时器**：
       - 定时器是另一个重要的内部组件，它提供了固定延迟时间的复位信号。这个延迟时间可以在上电时确保系统有足够的时间进行初始化。
    
    4. **复位逻辑和定时器**：
       - 这部分电路结合了电压比较器和定时器的输出，生成最终的复位信号。当检测到供电电压低于阈值时，定时器开始计时，之后复位信号会在预定的延迟时间后被激活。
    
    5. **输出驱动器**：
       - 输出驱动器负责将复位信号（RESET）输出到外部系统。这个驱动器设计为能够提供推挽输出，确保信号能够驱动外部电路。
    
    6. **手动复位输入（MR）**（除TPS3801-01外）：
       - 这个引脚允许用户通过外部逻辑手动控制复位信号。当MR引脚接地时，复位信号会被强制为低电平，忽略VDD的状态。
    
    7. **SENSE引脚**：
       - 对于可调节阈值的型号，SENSE引脚用于监测输入的供电电压，并将其与参考电压进行比较。
   

功能方框图是设计人员理解和设计TPS380x系列供电电压监控器电路的重要资源。通过这个图，设计人员可以了解内部电路的工作原理，并据此设计出与TPS380x系列设备兼容的电源管理系统。

10. 典型特性：
    典型特性部分提供了TPS380x系列供电电压监控器在标准条件下的性能指标，这些指标帮助设计工程师了解设备在实际应用中的性能表现。以下是详细描述：

    1. **低电平输出电压（VOL）与供电电流（IOL）**：
       - 描述了在RESET输出为低电平时，输出电压（VOL）与流过输出的电流（IOL）之间的关系。这通常在一个图表中展示，显示在不同供电电压（VDD）下，VOL和IOL的变化。
    
    2. **高电平输出电压（VOH）与供电电流（IOH）**：
       - 类似于VOL和IOL，VOH和IOH之间的关系也会在一个图表中展示，显示在不同VDD下，VOH和IOH的变化。
    
    3. **输入阈值电压（VIT）与温度（TA）**：
       - 展示了输入阈值电压（VIT）随环境温度（TA）变化的关系。这个特性对于确保设备在不同温度下都能准确监控供电电压至关重要。
    
    4. **输入阈值电压（VIT）与供电电压（VDD）**：
       - 描述了在不同供电电压下，设备输入阈值电压（VIT）的表现。这对于设计具有不同供电电压要求的系统非常重要。
    
    5. **最小脉冲宽度（tw）与供电电压（VDD）**：
       - 描述了设备能够识别的最小脉冲宽度（tw）与供电电压（VDD）之间的关系。这对于确保设备能够响应快速的电源变化非常重要。
    
    6. **输入电流（II）与温度（TA）**：
       - 展示了设备在不同温度下，输入电流（II）的表现。这有助于了解设备在不同温度条件下的功耗。
    
    7. **输入阈值电压（VIT）的温度系数**：
       - 描述了输入阈值电压（VIT）随温度变化的系数，这对于设计需要在宽温度范围内稳定工作的系统非常重要。
    

这些典型特性为设计人员提供了在设计和测试阶段评估TPS380x系列设备性能的基准。通过这些数据，设计人员可以预测设备在实际应用中的性能，并确保它们满足系统的设计要求。

请注意，这份文件包含了详细的技术规格和操作指南，旨在帮助工程师和技术人员理解和使用TPS380x系列供电电压监控器。